JP7118314B1 - 電力変換装置、および電力変換装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

半導体素子（２）、温度センサ（３ａ）、半導体素子（２）を封止する封止材（４）、および半導体素子（２）の駆動回路（５）を備え、温度センサ（３ａ）は半導体素子（２）もしくは封止材（４）のいずれか一方またはその両方の温度を測定し、駆動回路（５）は温度センサ（３ａ）が測定した温度情報に基づいて、半導体素子（２）に印加される電圧峻度、または電圧波高値を制御する電力変換装置（１）。

Description

本願は、電力変換装置、および電力変換装置の制御方法に関するものである。

電動車両用の電動機器には、半導体デバイスを含む交直電力変換器が用いられている。近年、電動機器の高効率化と小型化を目的として、従来のＳｉデバイスと比べて高耐圧かつ高周波駆動が可能なＳｉＣデバイスを用いた電力変換器の適用が進められている。

複数の電力変換回路と、複数の温度センサと、コントローラを備え、スイッチング素子の温度の低い順に、動作させる電力変換回路を選択し、温度の低いスイッチング素子を優先的に動作させることで、自身の発熱で暖め、耐圧の低下を防止することで、高効率化を図る電力変換装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１９－７１７３０号公報

半導体素子を用いた電力変換器に高周波駆動電圧が印加されると、半導体素子の終端部において、電界緩和領域の形成遅延によって高電界が発生し、半導体素子と封止材との界面耐圧が低下する。この耐圧低下は低温ほど顕著になる。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることを目的とする。

本願に開示される電力変換装置は、２つ以上の半導体素子と、１つ以上の温度センサと、半導体素子を封止する封止材と、２つ以上の半導体素子の駆動回路と、を備え、１つ以上の温度センサは、２つ以上の半導体素子および封止材の温度を測定し、駆動回路は、１つ以上の温度センサが測定した温度情報に基づいて、２つ以上の半導体素子の各々に印加される電圧峻度、または電圧波高値を個別に制御するか、または、２つ以上の半導体素子に印加される電圧峻度、または電圧波高値を共通の値で制御するものである。
本願に開示される電力変換装置の制御方法は、２つ以上の半導体素子と、１つ以上の温度センサと、半導体素子を封止する封止材と、２つ以上の半導体素子の駆動回路と、を備えた電力変換装置を用いて、１つ以上の温度センサにより２つ以上の半導体素子もしくは封止材のいずれか一方またはその両方の温度を測定する温度測定ステップと、１つ以上の温度センサが測定した温度情報に基づいて、２つ以上の半導体素子に印加される電圧峻度、または電圧波高値を選択する制御値選択ステップと、２つ以上の半導体素子に印加される電圧峻度、または電圧波高値を選択した電圧峻度、または電圧波高値に調整する制御値調整ステップと、を備え、制御値選択ステップ、および制御値調整ステップにおいて、２つ以上の半導体素子の各々に印加される電圧峻度、または電圧波高値を個別の値として処理するか、または、２つ以上の半導体素子に印加される電圧峻度、または電圧波高値を共通の値として処理するものである。

本願に開示される電力変換装置、および電力変換装置の制御方法によれば、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態１に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態１に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧峻度、耐電圧、温度との関係の説明図である。 実施の形態１に係る電力変換装置の半導体素子の制御処理を示す基本フローチャートである。 実施の形態１に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧峻度の制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧波高値の制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧峻度、波高値の制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態４に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態４に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態５に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態５に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧峻度の制御処理、および加熱処理を示すフローチャートである。 実施の形態６に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧波高値の制御処理、および加熱処理を示すフローチャートである。 実施の形態７に係る電力変換装置の半導体素子の加熱処理を示すフローチャートである。 実施の形態８に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態８に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態８に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態９に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態９に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧峻度の制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態１０に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧波高値の制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態１１に係る電力変換装置の半導体素子に印加される電圧峻度の制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態１２に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態１３に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態１３に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態１３に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態１４に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態１４に係る電力変換装置の断面図である。 実施の形態１４に係る電力変換装置の断面図である。 電力変換装置の駆動回路のハードウェア構成例のブロック図である。

実施の形態１．
実施の形態１は、半導体素子、温度センサ、半導体素子を封止する封止材、および半導体素子の駆動回路を備え、温度センサは半導体素子の温度を測定し、駆動回路は温度センサが測定した温度情報と半導体素子の電圧峻度と温度をパラメータとした耐電圧特性に基づいて、半導体素子に印加される電圧峻度を制御する電力変換装置、および要求値設定ステップ、温度情報取得ステップ、制御値選択ステップ、制御値調整ステップ、終了判定ステップを備える電力変換装置の制御方法に関するものである。

以下、実施の形態１に係る電力変換装置、および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、電力変換装置の断面図である図１、半導体素子に印加される電圧峻度、耐電圧、温度との関係の説明図である図２、半導体素子の制御処理を示す基本フローチャートである図３、および半導体素子に印加される電圧峻度の制御処理を示すフローチャートである図４に基づいて説明する。

実施の形態１の電力変換装置の構成を図１の断面図に基づいて説明する。
電力変換装置１は、半導体素子２、温度センサ３ａ、封止材４、半導体素子２の駆動回路５、温度情報伝達路６、制御伝達路７、金属板８、放熱材９、および接合材１０を備えている。
なお、図１の断面図は模式図である。例えば、後で説明するように金属板８は、半導体素子２の入出信号用の接続端子であるリードフレームである。

半導体素子２は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｃ等を主材料とした例えば、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、またはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ－Ｇａｔｅ－Ｂｉｐｏｌａｒ－Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の半導体素子である。半導体素子２の裏面電極は、半田、または銀ペースト等の導電性接合材によって金属板８に接合している。

温度センサ３ａは、半導体素子２もしくは封止材４のいずれか一方またはその両方の温度を測定する。温度センサ３ａは、例えば、ダイオード、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、サーミスタ、または熱電対の測温機能を有するセンサである。
温度センサ３ａは、半導体素子２に内蔵、または半導体素子２と接合している。

封止材４は、半導体素子２、温度センサ３ａを封止している。封止材４は、温度情報伝達路６および制御伝達路７の一部または全体を封止している。また、封止材４は、金属板８、放熱材９、接合材１０の一部または全体を封止している。
封止材４は、添加材を含まないもの、有機添加材、あるいは無機添加材のいずれか、または両方を含むものを使用できる。例えば、封止材４として、ポリフェニレンサルファイド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーンゲル、エラストマが使用できる。

駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧峻度、電圧波高値、およびキャリア周波数を制御する回路である。
駆動回路５は、温度センサ３ａが取得した温度情報を、温度情報伝達路６を介して取得する。また、駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧峻度、電圧波高値、およびキャリア周波数を、制御伝達路７を介して制御している。ここで、電圧峻度とは、電圧立ち上がり時、又は電圧の立下り時における電圧波高値を、電圧の立ち上り時間、又は電圧の立ち下り時間で除した値である。
なお、駆動回路５は、封止材４外に設置されている。

温度情報伝達路６、制御伝達路７は、銅、アルミ等の金属を主材料としたハーネス、ワイヤ、金属線、または金属板である。これらの組合せによって構成されてもよい。

金属板８は、銅、アルミ等の金属等を主材としたダイ、リード、リードフレーム等である。金属板８は、接合材１０によって放熱材９と接合している。
なお、半導体素子２の入出信号用の接続端子であるリードフレームはダイとリードで構成されている。半導体素子２の内部にある部分をダイ、外部にある部分をリードと称している。

放熱材９は、銅、アルミ等の金属を主材としており、半導体素子２の内部で発生した熱を外部に放熱する。

接合材１０は、添加材を含まないもの、有機添加材、あるいは無機添加材のいずれか、またはその両方を含むものを使用できる。例えば、接合材１０として、エポキシ樹脂、又はセラミックス等を主材とした単層の接合材が使用できる。
また、エポキシ樹脂、セラミックス等と、銅、アルミ等の金属等を主材とした金属板とを半田、銀ペーストの導電性接合材を組み合わせた複層の接合材を使用できる。

次に、図２に基づいて、半導体素子２の電圧峻度と温度をパラメータとして、半導体素子２の耐電圧特性を説明する。
図２は、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧を、半導体素子２に印加される電圧峻度と、半導体素子２もしくは封止材４のいずれか一方またはその両方の温度とをパラメータとして評価した試験結果の例である。
図２の縦軸は、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧を規格化した値である。図２の横軸は、半導体素子２に印加される電圧峻度である。ここで、高温は室温よりも高い温度、低温は室温よりも低い温度を示している。

図２の例では、半導体素子２および封止材４の温度が低温の場合、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧は、半導体素子２に印加される電圧峻度を小さくすることによって、半導体素子２に印加される電圧峻度が大きい場合と比べて、２倍以上となることが分かる。
また、半導体素子２および封止材４の温度が低温の場合、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧は、半導体素子２に印加される電圧峻度を大きくすると、１／２以下に小さくなることがわかる。

駆動回路５は、図２に示すような半導体素子２に印加される電圧峻度、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧、および半導体素子２もしくは封止材４のいずれか一方またはその両方の温度との関係を連続的、または離散的に表した制御情報マップを記憶している。
以下の説明では、図２で表される半導体素子２の電圧峻度と温度をパラメータとして、表した耐電圧特性を「制御情報マップ」と記載する。

次に、図３の基本フローチャートに基づいて、駆動回路５が実行する半導体素子２の制御について説明する。
図３の制御処理は、以下に説明するステップ１（Ｓ０１）からステップ３（Ｓ０３）から成るものである。
ステップ１（Ｓ０１）の温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
ステップ２（Ｓ０２）の制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報に基づいて、半導体素子２に印加される電圧峻度を選択する。
ステップ３（Ｓ０３）の制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧峻度をステップ２（Ｓ０２）で選択した電圧峻度に調整する。

次に、図４のフローチャートに基づいて、駆動回路５が実行する半導体素子２に印加されるスイッチング信号の電圧峻度の制御について説明する。
図４は、実施の形態１による半導体素子２の駆動回路５が実行する半導体素子２に印加される電圧峻度を制御対象とする制御処理を示す。
なお、図４の制御処理は、電力変換装置１の起動時、または電力変換装置１とは別の外部回路によって電力変換装置１の出力の要求値が変更された時に実行される。

図４の制御処理は、以下に説明するステップ１１（Ｓ１１）からステップ１５（Ｓ１５）から成るものである。
ステップ１１（Ｓ１１）の要求値設定ステップでは、半導体素子２に印加される電圧峻度の要求値を設定する。このステップ１１（Ｓ１１）で設定される電圧峻度の要求値は、電力変換装置１とは別の外部回路によって決定される。
ステップ１２（Ｓ１２）の温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
ステップ１３（Ｓ１３）の制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ１１（Ｓ１１）で設定した電圧峻度の要求値を参考に、半導体素子２に印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値となる電圧峻度を選択する。
ステップ１４（Ｓ１４）の制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧峻度をステップ１３（Ｓ１３）で選択した電圧峻度に調整する。
ステップ１５（Ｓ１５）の終了判定ステップでは、駆動回路５は、ステップ１４（Ｓ１４）で調整した電圧峻度と、ステップ１１（Ｓ１１）で設定した電圧峻度の要求値の大小関係を比較して、一連の処理を終了するどうかを判定する。
駆動回路５は、ステップ１４（Ｓ１４）で調整した電圧峻度がステップ１１（Ｓ１１）で設定した電圧峻度の要求値未満である場合は、ステップ１２（Ｓ１２）の温度情報取得ステップに戻り、ステップ１３（Ｓ１３）制御値選択ステップ→ステップ１４（Ｓ１４）制御値調整ステップ→ステップ１５（Ｓ１５）終了判定ステップを繰り返す。
一方、ステップ１５（Ｓ１５）の終了判定ステップにおいて、ステップ１４（Ｓ１４）で調整した電圧峻度がステップ１１（Ｓ１１）で設定した電圧峻度の要求値以上である場合は、駆動回路５は処理を終了する。

図４のフローチャートにおいて、ステップ１４（Ｓ１４）で調整した電圧峻度がステップ１１（Ｓ１１）で設定した電圧峻度の要求値未満である場合、ステップ１２（Ｓ１２）の温度情報取得ステップに戻るのは、以下の理由による。
図４の処理が起動されて１回目の終了判定ステップの処理で終了条件を満足しなくても、半導体素子２が動作していると半導体素子２の温度が上昇して、自然と耐圧性能が向上する、すなわち半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧が上昇することを想定しているからである。
なお、駆動回路５が制御値選択ステップで行う処理は、ディジタル的な処理を想定している。また、駆動回路５が制御値調整ステップで行う処理は、アナログ的な処理を想定している。

実施の形態１では、半導体素子２の終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧を向上させることができる。

以上説明したように、実施の形態１の電力変換装置は、半導体素子、温度センサ、半導体素子を封止する封止材、および半導体素子の駆動回路を備え、温度センサは半導体素子の温度を測定し、駆動回路は温度センサが測定した温度情報と半導体素子の電圧峻度と温度をパラメータとした耐電圧特性に基づいて、半導体素子に印加される電圧峻度を制御するものである。また、電力変換装置の制御方法は、要求値設定ステップ、温度情報取得ステップ、制御値選択ステップ、制御値調整ステップ、および終了判定ステップから構成されるものである。
したがって、実施の形態１の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態２の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態１で制御対象とした電圧峻度の代わりに、電圧波高値を制御対象としたものである。

実施の形態２に係る電力変換装置、および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、半導体素子に印加される電圧波高値の制御処理を示すフローチャートである図５に基づいて説明する。

実施の形態２においては、電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じであり、また駆動回路５が利用する制御情報マップ（図２）も同じである。
したがって、実施の形態１の図１、図２を参照して、実施の形態２電力変換装置の動作を、図５のフローチャートに基づいて、実施の形態１との差異を中心に説明する。

実施の形態２では、駆動回路５は半導体素子２に印加されるスイッチング信号の電圧波高値を制御する。
図５は、実施の形態２による半導体素子２の駆動回路５が実行する半導体素子２に印加される電圧波高値の制御処理を示す。
なお、図５の制御処理は、電力変換装置１の起動時、または電力変換装置１とは別の外部回路によって電力変換装置１の出力の要求値が変更された時に実行される。
また、実施の形態２では、半導体素子２に印加されるスイッチング信号の電圧峻度は、あらかじめ電力変換装置１とは別の外部回路によって駆動回路５に指定されているものとする。

図５の制御処理は、以下に説明するステップ２１（Ｓ２１）からステップ２５（Ｓ２５）から成るものである。
ステップ２１（Ｓ２１）の要求値設定ステップでは、半導体素子２に印加される電圧波高値の要求値を設定する。このステップ２１（Ｓ２１）で設定される電圧波高値の要求値は、電力変換装置１とは別の外部回路によって決定される。
ステップ２２（Ｓ２２）の温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
ステップ２３（Ｓ２３）の制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ２１（Ｓ２１）で設定した電圧波高値の要求値を参考に、半導体素子２に印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値の電圧波高値を選択する。
ステップ２４（Ｓ２４）の制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧波高値をステップ２３（Ｓ２３）で選択した電圧波高値に調整する。
ステップ２５（Ｓ２５）の終了判定ステップでは、駆動回路５は、ステップ２４（Ｓ２４）で調整した電圧波高値と、ステップ２１（Ｓ２１）で設定した電圧波高値の要求値の大小関係を比較して、一連の処理を終了するかどうかを判定する。
駆動回路５は、ステップ２４（Ｓ２４）で調整した電圧波高値がステップ２１（Ｓ２１）で設定した電圧波高値の要求値未満である場合は、ステップ２２（Ｓ２２）の温度情報取得ステップに戻り、ステップ２３（Ｓ２３）制御値選択ステップ→ステップ２４（Ｓ２４）制御値調整ステップ→ステップ２５（Ｓ２５）終了判定ステップを繰り返す。
一方、ステップ２５（Ｓ２５）の終了判定ステップにおいて、ステップ２４（Ｓ２４）で調整した電圧波高値がステップ２１（Ｓ２１）で設定した電圧波高値の要求値以上である場合は、駆動回路５は処理を終了する。

実施の形態２では、半導体素子２の終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧を向上させることができる。

以上説明したように、実施の形態２の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態１で制御対象とした電圧峻度の代わりに、電圧波高値を制御対象としたものである。
したがって、実施の形態２の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態３．
実施の形態３の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、制御情報マップを用いずに、温度情報に基づいて、電圧峻度、または電圧波高値を制御するものである。

実施の形態３に係る電力変換装置、および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、半導体素子に印加される電圧峻度、電圧波高値の制御処理を示すフローチャートである図６に基づいて説明する。
なお、実施の形態３は、図２の制御情報マップのデータを使用するのではなく、図２の制御情報マップの特性を利用して電圧峻度、または電圧波高値を制御するものである。

実施の形態３においては、電力変換装置の構成は実施の形態１の図１と同じである。
したがって、実施の形態１の図１を参照して、実施の形態３の電力変換装置の動作を図６のフローチャートに基づいて、実施の形態１との差異を中心に説明する。

実施の形態３では、駆動回路５は半導体素子２に印加されるスイッチング信号の電圧峻度、または電圧波高値を制御する。
図６は、実施の形態３による半導体素子２の駆動回路５が実行する半導体素子２に印加される電圧峻度、または電圧波高値の制御処理を示す。
なお、図６の制御処理は、半導体素子２の温度が変化した時に実行される。

図６の制御処理は、以下に説明するステップ３１（Ｓ３１）からステップ３４（Ｓ３４）から成るものである。
ステップ３１（Ｓ３１）の温度情報取得ステップでは、温度センサ３ａが測定した半導体素子２および封止材４の温度情報を取得する。
ステップ３２（Ｓ３２）の温度変化判定ステップでは、ステップ３１（Ｓ３１）温度情報取得ステップで取得した温度が前回の温度より上昇しているか、低下しているかを判定する。ステップ３２（Ｓ３２）での判定結果が、あらかじめ設定された範囲以上に上昇している場合はステップ３３（Ｓ３３）へ進み、未満または低下している場合は、ステップ３４（Ｓ３４）へ進む。あらかじめ設定された範囲である場合は、温度変化なしと判断されて、処理を終了する。
ステップ３３（Ｓ３３）の制御値増加ステップでは、半導体素子２に印加される電圧峻度、または電圧波高値を温度上昇前の前回の値よりも増加させる。
ステップ３４（Ｓ３４）の制御値減少ステップでは、半導体素子２に印加される電圧峻度、または電圧波高値を温度低下前の前回の値よりも減少させる。

なお、制御値増加ステップ、制御値減少ステップにおける半導体素子２に印加される電圧峻度、または電圧波高値の変化幅は、０．２～０．４ｐ．ｕ．／℃が望ましい。

実施の形態３では、駆動回路５は図２で示した制御情報マップを記憶しておく必要はない。制御情報マップを用いないでその特性を利用することで、半導体素子２の終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧を向上させる効果を達成できる。

以上説明したように、実施の形態３の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、制御情報マップを用いずに、温度情報に基づいて、電圧峻度、または電圧波高値を制御するものである。
したがって、実施の形態３の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、簡素な構成で半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態４．
実施の形態４は、電力変換装置の構成、具体的には温度センサの設置位置の変形例を示したものである。

実施の形態４に係る電力変換装置の構成について、電力変換装置の断面図である図７から図９に基づいて説明する。

実施の形態４においては、電力変換装置の温度センサの設置位置が、実施の形態１とは異なる。基本的な構成は実施の形態１の図１と同じである。
実施の形態１の図１では、温度センサ３ａは半導体素子２に内蔵、または半導体素子２と接合していた。温度センサの設置位置について実施の形態１との差異を中心に説明する。

まず、温度センサ３ｂを封止材４の中に封止した場合を、図７に基づいて説明する。なお、図７では、実施の形態１と区別するため、電力変換装置１０１Ａ、および温度センサ３ｂとしている。
図７では、温度センサ３ｂは半導体素子２と接合されない状態で封止材４の中に封止されている。この構成では、温度センサ３ｂは、封止材４の温度または封止材４を介して半導体素子２の温度を測定する。

次に、温度センサ３ｃを金属板８の半導体素子２側に接合した場合を、図８に基づいて説明する。なお、図８では、実施の形態１と区別するため、電力変換装置１０１Ｂ、および温度センサ３ｃとしている。
図８では、温度センサ３ｃは金属板８の半導体素子２が接合された面に接合した状態、かつ半導体素子２と接合されない状態で封止材４に封止されている。この構成では、温度センサ３ｃは、封止材４の温度または封止材４もしくは金属板８のいずれかを介して半導体素子２の温度を測定する。

次に、温度センサ３ｄを金属板８の半導体素子２とは反対側に接合した場合を、図９に基づいて説明する。なお、図９では、実施の形態１と区別するため、電力変換装置１０１Ｃ、および温度センサ３ｄとしている。
図９では、温度センサ３ｄは金属板８の半導体素子２が接合された面とは反対側の面に接合した状態で封止材４に封止されている。この構成では、温度センサ３ｄは、金属板８を介して半導体素子２の温度または封止材４の温度を測定する。
なお、電力変換装置の構成の変形例（図７から図９）をまとめて説明する場合は、図７の構成を代表として説明する。

温度センサ３ａの設置位置の変形例として、図７から図９を説明した。いずれも、温度センサ３ｂを半導体素子２に内蔵、あるいは半導体素子２に接合するのではなく、封止材４の中に封止、あるいは金属板８に接合させている。
図７から図９で説明した構成とすることで、電力変換装置１０１Ａへの実装プロセスは増加する。しかし、半導体素子２と温度センサ３ｂの電力変換装置１０１Ａへの実装プロセスを切り分けることで、実装プロセスを改善できる利点がある。

以上説明したように、実施の形態４の電力変換装置は、温度センサの設置位置を半導体素子２から切り離したものである。
したがって、実施の形態４の電力変換装置は、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。また、電力変換装置の実装プロセスを改善することができる。

実施の形態５．
実施の形態５の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態１の電力変換装置に熱源を追加したものである。

実施の形態５に係る電力変換装置、および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、電力変換装置の断面図である図１０、および半導体素子に印加される電圧峻度の制御処理、および加熱処理を示すフローチャートである図１１に基づいて説明する。

実施の形態５の電力変換装置２０１の構成は実施の形態１の図１に熱源１１ａを追加したものである。駆動回路５が利用する制御情報マップ（図２）は同じである。
したがって、実施の形態１の図２を参照して、実施の形態５の電力変換装置の構成および動作を図１０の電力変換装置の断面図、および図１１のフローチャートに基づいて、実施の形態１との差異を中心に説明する。
なお、図１０では、実施の形態１と区別するため、電力変換装置２０１としている。

まず、電力変換装置２０１の構成について説明する。追加された熱源１１ａ以外は、実施の形態１と同じであるため、熱源１１ａについてのみ説明する。

熱源１１ａは、半導体素子２および封止材４を加熱する。熱源１１ａは、例えば、抵抗、コイル、電熱線、電熱回路、またはヒーターを備えた熱源である。
熱源１１ａは、半導体素子２に内蔵、または半導体素子２と接合している。
封止材４は、熱源１１ａを封止している。
駆動回路５は、熱源１１ａを、制御伝達路７を介して制御している。なお、駆動回路５が半導体素子２を制御する制御伝達路と、熱源１１ａを制御する制御伝達路は異なるが、図を簡素化するために、区別せずにまとめて制御伝達路７としている。

次に、図１１のフローチャートに基づいて、駆動回路５が実行する半導体素子２に印加されるスイッチング信号の電圧峻度の制御、および熱源１１ａの制御について説明する。
図１１は、実施の形態５による半導体素子２の駆動回路５が実行する半導体素子２に印加される電圧峻度の制御処理、および熱源１１ａによる加熱処理を示す。なお、以下の説明では、制御処理と加熱処理とを区別する必要がなく、まとめていう場合は、適宜制御処理と記載する。
なお、図１１の制御処理は、電力変換装置２０１の起動時、または電力変換装置２０１とは別の外部回路によって電力変換装置２０１の出力の要求値が変更された時に実行される。

図１１の制御処理は、以下に説明するステップ４１（Ｓ４１）からステップ５１（Ｓ５１）から成るものである。
ステップ４１（Ｓ４１）の要求値設定ステップでは、半導体素子２に印加される電圧峻度の要求値を設定する。このステップ４１（Ｓ４１）で設定される電圧峻度の要求値は、電力変換装置２０１とは別の外部回路によって決定される。
ステップ４２（Ｓ４２）の仮温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
ステップ４３（Ｓ４３）の仮制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ４１（Ｓ４１）で設定した電圧峻度の要求値を参考に、半導体素子２に印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値となる電圧峻度を選択する。
ステップ４４（Ｓ４４）の仮制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧峻度をステップ４３（Ｓ４３）で選択した電圧峻度に調整する。
ステップ４５（Ｓ４５）の加熱用温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
なお、ステップ４２（Ｓ４２）の仮温度情報取得ステップ、ステップ４８（Ｓ４８）の温度情報取得ステップと区別するため、駆動回路５の処理内容は同じであるが、加熱用温度情報取得ステップとしている。
ステップ４６（Ｓ４６）の加熱判定ステップでは、温度センサ３ａが測定した温度と半導体素子２の駆動時の定常温度との大小関係を比較する。
駆動回路５は、ステップ４６（Ｓ４６）の加熱判定ステップの結果、測定温度が定常温度未満である場合は、ステップ４７（Ｓ４７）へ進む。測定温度が定常温度以上である場合は、ステップ４８（Ｓ４８）へ進む。
ステップ４７（Ｓ４７）の加熱ステップでは、駆動回路５は、熱源１１ａを駆動して半導体素子２および封止材４を加熱する。加熱後、ステップ４８（Ｓ４８）へ進む。
ステップ４８（Ｓ４８）の温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
ステップ４９（Ｓ４９）の制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ４１（Ｓ４１）で設定した電圧峻度の要求値を参考に、半導体素子２に印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値となる電圧峻度を選択する。
ステップ５０（Ｓ５０）の制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧峻度をステップ４９（Ｓ４９）で選択した電圧峻度に調整する。
ステップ５１（Ｓ５１）の終了判定ステップでは、駆動回路５は、ステップ５０（Ｓ５０）で調整した電圧峻度と、ステップ４１（Ｓ４１）で設定した電圧峻度の要求値の大小関係を比較して、一連の処理を終了するかどうかを判定する。
駆動回路５は、ステップ５０（Ｓ５０）で調整した電圧峻度がステップ４１（Ｓ４１）で設定した電圧峻度の要求値未満である場合は、ステップ４５（Ｓ４５）の加熱温度情報取得ステップに戻る。
一方、ステップ５１（Ｓ５１）の終了判定ステップにおいて、ステップ５０（Ｓ５０）で調整した電圧峻度がステップ４１（Ｓ４１）で設定した電圧峻度の要求値以上である場合は、駆動回路５は処理を終了する。

図１１の制御処理のフローチャートでは、ステップ４２（Ｓ４２）の仮温度情報取得ステップ、ステップ４３（Ｓ４３）の仮制御値選択ステップ、およびステップ４４（Ｓ４４）の仮制御値調整ステップを備えている。
この仮温度情報取得ステップ、仮制御値選択ステップ、および仮制御値調整ステップはなくても、実用上問題はない。しかし、ステップ４５（Ｓ４５）の加熱用温度情報取得ステップ、ステップ４６（Ｓ４６）の加熱判定ステップ、およびステップ４７（Ｓ４７）の加熱ステップの前に制御値の仮選択、仮調整を実施することで、ステップ５１（Ｓ５１）の終了判定ステップにおいて、早く終了条件を満足させて、処理を終了させることができる。

実施の形態５では、半導体素子２の終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧を向上させることができる。
また、半導体素子２、封止材４、その他の構成材が暖機され、電力変換装置２０１の通電部の局所発熱に伴う熱的ストレスを低減することができる。

以上説明したように、実施の形態５の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態１の電力変換装置に熱源を追加したものである。
したがって、実施の形態５の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態６．
実施の形態６の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態５で制御対象とした電圧峻度の代わりに、電圧波高値を制御対象としたものである。

実施の形態６に係る電力変換装置および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、半導体素子に印加される電圧波高値の制御処理、および加熱処理を示すフローチャートである図１２に基づいて説明する。

実施の形態６においては、電力変換装置の構成は実施の形態５の図１０と同じであり、また駆動回路５が利用する制御情報マップ（図２）も同じである。
したがって、実施の形態５の図１０、および実施の形態１の図２を参照して、実施の形態６の電力変換装置の動作を、図１２のフローチャートに基づいて、実施の形態５との差異を中心に説明する。

実施の形態６では、駆動回路５は半導体素子２に印加されるスイッチング信号の電圧波高値の制御、および熱源１１ａの制御を行う。
図１２は、実施の形態６による半導体素子２の駆動回路５が実行する半導体素子２に印加される電圧波高値の制御処理、および熱源１１ａによる加熱処理を示す。
なお、図１２の制御処理は、電力変換装置２０１の起動時、または電力変換装置２０１とは別の外部回路によって電力変換装置２０１の出力の要求値が変更された時に実行される。
また、実施の形態６では、半導体素子２に印加されるスイッチング信号の電圧峻度は、あらかじめ電力変換装置２０１とは別の外部回路によって駆動回路５に指定されているものとする。

図１２の制御処理は、以下に説明するステップ６１（Ｓ６１）からステップ７１（Ｓ７１）から成るものである。
ステップ６１（Ｓ６１）の要求値設定ステップでは、半導体素子２に印加される電圧波高値の要求値を設定する。このステップ６１（Ｓ６１）で設定される電圧波高値の要求値は、電力変換装置２０１とは別の外部回路によって決定される。
ステップ６２（Ｓ６２）の仮温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
ステップ６３（Ｓ６３）の仮制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ６１（Ｓ６１）で設定した電圧波高値の要求値を参考に、半導体素子２に印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値の電圧波高値を選択する。
ステップ６４（Ｓ６４）の仮制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧波高値をステップ６３（Ｓ６３）で選択した電圧波高値に調整する。
ステップ６５（Ｓ６５）の加熱用温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
ステップ６６（Ｓ６６）の加熱判定ステップでは、温度センサ３ａが測定した温度と半導体素子２の駆動時の定常温度との大小関係を比較する。
駆動回路５は、ステップ６６（Ｓ６６）の加熱判定ステップの結果、測定温度が定常温度未満である場合は、ステップ６７（Ｓ６７）へ進む。測定温度が定常温度以上である場合は、ステップ６８（Ｓ６８）へ進む。
ステップ６７（Ｓ６７）の加熱ステップでは、駆動回路５は、熱源１１ａを駆動して半導体素子２および封止材４を加熱する。加熱後、ステップ６８（Ｓ６８）へ進む。
ステップ６８（Ｓ６８）の温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
ステップ６９（Ｓ６９）の制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ６１（Ｓ６１）で設定した電圧波高値の要求値を参考に、半導体素子２に印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値の電圧波高値を選択する。
ステップ７０（Ｓ７０）の制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２に印加される電圧波高値をステップ６９（Ｓ６９）で選択した電圧波高値に調整する。
ステップ７１（Ｓ７１）の終了判定ステップでは、駆動回路５は、ステップ７０（Ｓ７０）で調整した電圧波高値と、ステップ６１（Ｓ６１）で設定した電圧波高値の要求値の大小関係を比較して、一連の処理を終了するかどうかを判定する。
駆動回路５は、ステップ７０（Ｓ７０）で調整した電圧波高値がステップ６１（Ｓ６１）で設定した電圧波高値の要求値未満である場合は、ステップ６５（Ｓ６５）の加熱温度情報取得ステップに戻る。
一方、ステップ７１（Ｓ７１）の終了判定ステップにおいて、ステップ７０（Ｓ７０）で調整した電圧波高値がステップ６１（Ｓ６１）で設定した電圧波高値の要求値以上である場合は、駆動回路５は処理を終了する。

図１２の制御処理のフローチャートでは、ステップ６２（Ｓ６２）の仮温度情報取得ステップ、ステップ６３（Ｓ６３）の仮制御値選択ステップ、およびステップ６４（Ｓ６４）の仮制御値調整ステップを備えている。
この仮温度情報取得ステップ、仮制御値選択ステップ、および仮制御値調整ステップはなくても、実用上問題はない。しかし、ステップ６５（Ｓ６５）の加熱用温度情報取得ステップ、ステップ６６（Ｓ６６）の加熱判定ステップ、およびステップ６７（Ｓ６７）の加熱ステップの前に制御値の仮選択、仮調整を実施することで、ステップ７１（Ｓ７１）の終了判定ステップにおいて、早く終了条件を満足させて、処理を終了させることができる。

実施の形態６では、半導体素子２の終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧を向上させることができる。
また、半導体素子２、封止材４、その他の構成材が暖機され、電力変換装置２０１の通電部の局所発熱に伴う熱的ストレスを低減することができる。

以上説明したように、実施の形態６の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態５で制御対象とした電圧峻度の代わりに、電圧波高値を制御対象としたものである。
したがって、実施の形態６の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態７．
実施の形態７の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態３の電力変換装置に熱源を追加したものである。実施の形態７では、制御情報マップを用いずに、温度情報に基づいて、電圧峻度、または電圧波高値を制御する。

実施の形態７に係る電力変換装置および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、半導体素子に印加される電圧峻度、電圧波高値の制御処理、および熱源の制御を示すフローチャートである図１３に基づいて説明する。
なお、実施の形態７は、図２の制御情報マップのデータを使用するのではなく、図２の制御情報マップの特性を利用して電圧峻度、または電圧波高値を制御するものである。

実施の形態７においては、電力変換装置の構成は実施の形態５の図１０と同じである。
したがって、実施の形態５の図１０を参照して、実施の形態７の電力変換装置の動作を図１３のフローチャートに基づいて、実施の形態５との差異を中心に説明する。

実施の形態７では、駆動回路５は半導体素子２に印加されるスイッチング信号の電圧峻度、または電圧波高値を制御すると共に、熱源１１ａによる加熱制御を行う。
図１３は、実施の形態７による半導体素子２の駆動回路５が実行する半導体素子２に印加される電圧峻度、または電圧波高値の制御処理、および熱源１１ａによる加熱制御を示す。
なお、図１３の制御処理は、半導体素子２の温度が変化した時に実行される。

図１３の制御処理は、以下に説明するステップ８１（Ｓ８１）からステップ８７（Ｓ８７）から成るものである。なお、ステップ８１（Ｓ８１）からステップ８４（Ｓ８４）は、実施の形態３のステップ３１（Ｓ３１）からステップ３４（Ｓ３４）と同じである。
ステップ８１（Ｓ８１）の温度情報取得ステップでは、温度センサ３ａが測定した半導体素子２および封止材４の温度情報を取得する。
ステップ８２（Ｓ８２）の温度変化判定ステップでは、ステップ８１（Ｓ８１）温度情報取得ステップで取得した温度が前回の温度より上昇しているか、低下しているかを判定する。
ステップ８２（Ｓ８２）での判定結果が、あらかじめ設定された範囲を超えて上昇している場合はステップ８３（Ｓ８３）へ進み、低下している場合は、ステップ８４（Ｓ８４）へ進む。あらかじめ設定された範囲内である場合は、温度変化なしと判断されて、ステップ８５（Ｓ８５）へ進む。
ステップ８３（Ｓ８３）の制御値増加ステップでは、半導体素子２に印加される電圧峻度、または電圧波高値を、温度上昇前の前回の値よりも増加させる。
ステップ８４（Ｓ８４）の制御値減少ステップでは、半導体素子２に印加される電圧峻度、または電圧波高値を、温度低下前の前回の値よりも減少させる。
ステップ８５（Ｓ８５）の加熱用温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａが測定した温度情報を取得する。
なお、ステップ８１（Ｓ８１）の温度情報取得ステップと区別するため、駆動回路５の処理内容は同じであるが、加熱用温度情報取得ステップとしている。
ステップ８６（Ｓ８６）の加熱判定ステップでは、温度センサ３ａが測定した温度と半導体素子２の駆動時の定常温度との大小関係を比較する。
駆動回路５は、ステップ８６（Ｓ８６）の加熱判定ステップでの判定の結果、測定温度が定常温度未満である場合は、ステップ８７（Ｓ８７）へ進む。測定温度が定常温度以上である場合は、処理を終了する。
ステップ８７（Ｓ８７）の加熱ステップでは、駆動回路５は、熱源１１ａを駆動して半導体素子２および封止材４を加熱する。加熱後、ステップ８５（Ｓ８５）の加熱用温度情報取得ステップへ戻る。

実施の形態７では、駆動回路５は図２で示した制御情報マップを記憶しておく必要はない。制御情報マップを用いないで、その特性を利用することで、半導体素子２の終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２と封止材４との界面の耐電圧を向上させる効果を達成できる。

以上説明したように、実施の形態７の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態３の電力変換装置に熱源を追加したものである。
したがって、実施の形態７の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、制御情報マップを用いずに簡素な構成で半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態８．
実施の形態８は、電力変換装置の構成、すなわち熱源の設置位置の変形例を示したものである。

実施の形態８に係る電力変換装置の構成について、電力変換装置の断面図である図１４から図１６に基づいて説明する。

実施の形態８においては、電力変換装置の熱源の設置位置が、実施の形態５とは異なる。基本的な構成は実施の形態５の図１０と同じである。
実施の形態５の図１０では、熱源１１ａは半導体素子２に内蔵、または半導体素子２と接合していた。熱源の設置位置について実施の形態５との差異を中心に説明する。

まず、熱源１１ｂを封止材４の中に封止した場合を、図１４に基づいて説明する。なお、図１４では、実施の形態５と区別するため、電力変換装置３０１Ａ、および熱源１１ｂとしている。
図１４では、熱源１１ｂは半導体素子２と接合されない状態で封止材４の中に封止されている。この構成では、熱源１１ｂは、封止材４を介して半導体素子２を加熱する。

次に、熱源１１ｃを金属板８の半導体素子２側で封止材４の外部に設置した場合を、図１５に基づいて説明する。なお、図１５では、実施の形態５と区別するため、電力変換装置３０１Ｂ、および熱源１１ｃとしている。
図１５では、熱源１１ｃは金属板８の半導体素子２が接合された面側で、かつ封止材４の外部に設置されている。この構成では、熱源１１ｃは、封止材４を介して半導体素子２を加熱する。

次に、熱源１１ｄを金属板８の半導体素子２とは反対側で放熱材９の外部に設置した場合を、図１６に基づいて説明する。なお、図１６では、実施の形態５と区別するため、電力変換装置３０１Ｃ、および熱源１１ｄとしている。
図１６では、熱源１１ｄは金属板８の半導体素子２が接合された面とは反対側で、かつ放熱材９の外部に設置されている。この構成では、熱源１１ｄは、放熱材９、接合材１０、および金属板８を介して半導体素子２および封止材４を加熱する。
なお、電力変換装置の構成の変形例（図１４から図１６）をまとめて説明する場合は、図１４の構成を代表として説明する。

熱源１１ａの設置位置の変形例として、図１４から図１６を説明した。いずれも、熱源１１ｂを半導体素子２に内蔵、あるいは半導体素子２に接合するのではなく、封止材４の中に封止、封止材４の外部、あるいは放熱材９の外部に設置している。
図１４から図１６で説明した構成とすることで、電力変換装置３０１Ａへの実装プロセスは増加する。しかし、半導体素子２と熱源１１ｂの電力変換装置３０１Ａへの実装プロセスを切り分けることで、実装プロセスを改善できる利点がある。

以上説明したように、実施の形態８の電力変換装置は、熱源の設置位置を半導体素子２から切り離したものである。
したがって、実施の形態８の電力変換装置は、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。また、電力変換装置の実装プロセスを改善することができる。

実施の形態９．
実施の形態９の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態１の電力変換装置において、１台の駆動回路で複数の半導体素子に印加される電圧峻度を制御するものである。

実施の形態９に係る電力変換装置および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、電力変換装置の断面図である図１７、および半導体素子に印加される電圧峻度の制御処理を示すフローチャートである図１８に基づいて説明する。
なお、実施の形態１の電力変換装置と区別するため、電力変換装置４０１とし、例えば、半導体素子２Ａ、２Ｂ、温度センサ３ａＡ、３ａＢとしている。
また、実施の形態９では、説明をわかり安くするために、１台の駆動回路で２個の半導体素子を制御する場合を説明するが、３個以上の半導体素子を制御する場合にも適用できる。

実施の形態９の電力変換装置４０１の構成を図１７の断面図に基づいて説明する。
電力変換装置４０１は、半導体モジュールＳＭＡ、半導体モジュールＳＭＢ、および駆動回路５を備えている。
半導体モジュールＳＭＡは、半導体素子２Ａ、温度センサ３ａＡ、封止材４Ａ、温度情報伝達路６Ａ、制御伝達路７Ａ、金属板８Ａ、放熱材９Ａ、および接合材１０Ａを備えている。
半導体モジュールＳＭＢは、半導体素子２Ｂ、温度センサ３ａＢ、封止材４Ｂ、温度情報伝達路６Ｂ、制御伝達路７Ｂ、金属板８Ｂ、放熱材９Ｂ、および接合材１０Ｂを備えている。
駆動回路５は、半導体モジュールＳＭＡの半導体素子２Ａ、および半導体モジュールＳＭＢの半導体素子２Ｂを制御する。具体的には、駆動回路５は、半導体素子２Ａ、および半導体素子２Ｂに印加される電圧峻度、電圧波高値、およびキャリア周波数を制御する。

半導体素子２Ａ、２Ｂ、温度センサ３ａＡ、３ａＢ、封止材４Ａ、４Ｂ、温度情報伝達路６Ａ、６Ｂ、制御伝達路７Ａ、７Ｂ、金属板８Ａ、８Ｂ、放熱材９Ａ、９Ｂ、および接合材１０Ａ、１０Ｂの材質、機能は、実施の形態１と同じであるため、説明は省略する。
また、駆動回路５が半導体モジュールＳＭＡの半導体素子２Ａ、および半導体モジュールＳＭＢの半導体素子２Ｂを制御するために利用する制御情報マップ（図２）も実施の形態１と同じである。

次に、図１８のフローチャートに基づいて、駆動回路５が実行する半導体素子２Ａ、２Ｂに印加されるスイッチング信号の電圧峻度の制御について説明する。
基本的には、実施の形態１の図４の処理と同じであるが、複数（実施の形態９では半導体素子２Ａ、２Ｂの２個）の半導体素子を制御する点が異なる。
図１８は、実施の形態９による駆動回路５が実行する半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧峻度の制御処理を示す。
なお、図１８の制御処理は、電力変換装置４０１の起動時、または電力変換装置４０１とは別の外部回路によって電力変換装置４０１の出力の要求値が変更された時に実行される。

図１８の制御処理は、以下に説明するステップ９１（Ｓ９１）からステップ９５（Ｓ９５）から成るものである。
ステップ９１（Ｓ９１）の要求値設定ステップでは、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧峻度の個別の要求値を設定する。このステップ９１（Ｓ９１）で設定される電圧峻度の要求値は、電力変換装置４０１とは別の外部回路によって決定される。
ステップ９２（Ｓ９２）の温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａＡ、３ａＢが測定した温度情報を取得する。
ステップ９３（Ｓ９３）の制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ９１（Ｓ９１）で設定した電圧峻度の要求値を参考に、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値となる電圧峻度をそれぞれ選択する。
ステップ９４（Ｓ９４）の制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧峻度をステップ９３（Ｓ９３）で選択した電圧峻度に調整する。
ステップ９５（Ｓ９５）の終了判定ステップでは、駆動回路５は、ステップ９４（Ｓ９４）で調整した各電圧峻度と、ステップ９１（Ｓ９１）で設定した各電圧峻度の要求値の大小関係を比較して、一連の処理を終了するどうかを判定する。
駆動回路５は、ステップ９４（Ｓ９４）で調整した各電圧峻度がステップ９１（Ｓ９１）で設定した各電圧峻度の要求値未満である場合は、ステップ９２（Ｓ９２）の温度情報取得ステップに戻る。
一方、ステップ９５（Ｓ９５）の終了判定ステップにおいて、ステップ９４（Ｓ９４）で調整した各電圧峻度がステップ９１（Ｓ９１）で設定した電圧峻度の要求値以上である場合は、駆動回路５は処理を終了する。

なお、駆動回路５は２個の半導体素子２Ａ、２Ｂを制御するため、例えば、半導体素子２Ａは電圧峻度の要求値を超えたが、半導体素子２Ｂは超えない場合もあり得る。この場合は、半導体素子２Ａ、２Ｂの両方が電圧峻度の要求値を超えた場合に駆動回路５は処理を終了する。

以上、図１８のフローチャートに基づいて、駆動回路５が実行する半導体素子２Ａ、２Ｂに印加されるスイッチング信号の電圧峻度の個別制御について、ステップ９１（Ｓ９１）からステップ９５（Ｓ９５）の各ステップの処理を説明した。
この処理は、実施の形態１の図４のフローチャートを複数の半導体素子に適用して、ステップ１１（Ｓ１１）要求値設定ステップ、ステップ１３（Ｓ１３）制御値選択ステップ、ステップ１４（Ｓ１４）制御値調整ステップ、およびステップ１５（Ｓ１５）終了判定ステップにおいて、複数の半導体素子の各々に印加される電圧峻度を個別の値として処理することに対応する。

実施の形態９では、半導体素子２Ａ、２Ｂの終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２Ａと封止材４Ａとの界面の耐電圧、および半導体素子２Ｂと封止材４Ｂとの界面の耐電圧を向上させることができる。

以上説明したように、実施の形態９の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、１台の駆動回路で複数の半導体素子に印加される電圧峻度を制御するものである。
したがって、実施の形態９の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、複数の半導体素子に対して、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態１０．
実施の形態１０の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態９で制御対象とした電圧峻度の代わりに、電圧波高値を制御対象としたものである。

実施の形態１０に係る電力変換装置および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、２個の半導体素子に印加される電圧波高値の制御処理を示すフローチャートである図１９に基づいて説明する。

実施の形態１０においては、電力変換装置の構成は実施の形態９の図１７と同じであり、また駆動回路５が利用する制御情報マップ（図２）も同じである。
したがって、実施の形態９の図１７、および実施の形態１の図２を参照して、実施の形態１０の電力変換装置の動作を、図１９のフローチャートに基づいて、実施の形態９との差異を中心に説明する。

実施の形態１０では、駆動回路５は半導体素子２Ａ、２Ｂに印加されるスイッチング信号の電圧波高値を制御する。
図１９は、実施の形態１０による駆動回路５が実行する半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧波高値の制御処理を示す。
なお、図１９の制御処理は、電力変換装置４０１の起動時、または電力変換装置４０１とは別の外部回路によって電力変換装置４０１の出力の要求値が変更された時に実行される。
また、実施の形態１０では、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加されるスイッチング信号の電圧峻度は、あらかじめ電力変換装置４０１とは別の外部回路によって駆動回路５に指定されているものとする。

図１９の制御処理は、以下に説明するステップ１０１（Ｓ１０１）からステップ１０５（Ｓ１０５）から成るものである。
ステップ１０１（Ｓ１０１）の要求値設定ステップでは、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧波高値の個別の要求値を設定する。このステップ１０１（Ｓ１０１）で設定される電圧波高値の要求値は、電力変換装置４０１とは別の外部回路によって決定される。
ステップ１０２（Ｓ１０２）の温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａＡ、３ａＢが測定した温度情報を取得する。
ステップ１０３（Ｓ１０３）の制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ１０１（Ｓ１０１）で設定した電圧波高値の要求値を参考に、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値の電圧波高値をそれぞれ選択する。
ステップ１０４（Ｓ１０４）の制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧波高値をステップ１０３（Ｓ１０３）で選択した電圧波高値に調整する。
ステップ１０５（Ｓ１０５）の終了判定ステップでは、駆動回路５は、ステップ１０４（Ｓ１０４）で調整した各電圧波高値と、ステップ１０１（Ｓ１０１）で設定した各電圧波高値の要求値の大小関係を比較して、一連の処理を終了するどうかを判定する。
駆動回路５は、ステップ１０４（Ｓ１０４）で調整した各電圧波高値がステップ１０１（Ｓ１０１）で設定した各電圧波高値の要求値未満である場合は、ステップ１０２（Ｓ１０２）の温度情報取得ステップに戻る。
一方、ステップ１０５（Ｓ１０５）の終了判定ステップにおいて、ステップ１０４（Ｓ１０４）で調整した各電圧波高値がステップ１０１（Ｓ１０１）で設定した電圧波高値の要求値以上である場合は、駆動回路５は処理を終了する。

なお、駆動回路５は２個の半導体素子２Ａ、２Ｂを制御するため、例えば、半導体素子２Ａは電圧波高値の要求値を超えたが、半導体素子２Ｂは超えない場合もあり得る。この場合は、半導体素子２Ａ、２Ｂの両方が電圧波高値の要求値を超えた場合に駆動回路５は処理を終了する。

以上、図１９のフローチャートに基づいて、駆動回路５が実行する半導体素子２Ａ、２Ｂに印加されるスイッチング信号の電圧波高値の個別制御について、ステップ１０１（Ｓ１０１）からステップ１０５（Ｓ１０５）の各ステップの処理を説明した。
この処理は、実施の形態２の図５のフローチャートを複数の半導体素子に適用して、ステップ２１（Ｓ２１）要求値設定ステップ、ステップ２３（Ｓ２３）制御値選択ステップ、ステップ２４（Ｓ２４）制御値調整ステップ、およびステップ２５（Ｓ２５）終了判定ステップにおいて、複数の半導体素子の各々に印加される電圧波高値を個別の値として処理することに対応する。

実施の形態１０では、半導体素子２Ａ、２Ｂの終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２Ａと封止材４Ａとの界面の耐電圧、および半導体素子２Ｂと封止材４Ｂとの界面の耐電圧を向上させることができる。

以上説明したように、実施の形態１０の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、１台の駆動回路で複数の半導体素子に印加される電圧波高値を制御するものである。
したがって、実施の形態１０の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、複数の半導体素子に対して、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態１１．
実施の形態１１の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態９の制御において、複数の半導体素子を共通の制御値で制御するものである。

実施の形態１１に係る電力変換装置および電力変換装置の制御方法の構成および動作について、２個の半導体素子に印加される電圧峻度を共通の値とする制御処理を示すフローチャートである図２０に基づいて説明する。

実施の形態１１においては、電力変換装置の構成は実施の形態９の図１７と同じであり、また駆動回路５が利用する制御情報マップ（図２）も同じである。
したがって、実施の形態９の図１７、および実施の形態１の図２を参照して、実施の形態１１の電力変換装置の動作を、図２０のフローチャートに基づいて、実施の形態９との差異を中心に説明する。

実施の形態１１では、駆動回路５は半導体素子２Ａ、２Ｂに印加されるスイッチング信号の電圧峻度を共通の値で制御する。
図２０は、実施の形態１１による駆動回路５が実行する半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧峻度の制御処理を示す。
なお、図２０の制御処理は、電力変換装置４０１の起動時、または電力変換装置４０１とは別の外部回路によって電力変換装置４０１の出力の要求値が変更された時に実行される。

図２０の制御処理は、以下に説明するステップ１１１（Ｓ１１１）からステップ１１５（Ｓ１１５）から成るものである。
ステップ１１１（Ｓ１１１）の要求値設定ステップでは、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧峻度の共通の要求値を設定する。このステップ１１１（Ｓ１１１）で設定される電圧峻度の要求値は、電力変換装置４０１とは別の外部回路によって決定される。
ステップ１１２（Ｓ１１２）の温度情報取得ステップでは、駆動回路５は、温度センサ３ａＡ、３ａＢが測定した温度情報を取得する。
ステップ１１３（Ｓ１１３）の制御値選択ステップでは、駆動回路５は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、ステップ１１１（Ｓ１１１）で設定した電圧峻度の要求値を参考に、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧波高値を最大、または設計上許容される値となる電圧峻度の共通の値を選択する。
ステップ１１４（Ｓ１１４）の制御値調整ステップでは、駆動回路５は、半導体素子２Ａ、２Ｂに印加される電圧峻度をステップ１１３（Ｓ１１３）で選択した共通の電圧峻度に調整する。
ステップ１１５（Ｓ１１５）の終了判定ステップでは、駆動回路５は、ステップ１１４（Ｓ１１４）で調整した電圧峻度と、ステップ１１１（Ｓ１１１）で設定した電圧峻度の共通の要求値との大小関係を比較して、一連の処理を終了するどうかを判定する。
駆動回路５は、ステップ１１４（Ｓ１１４）で調整した共通の電圧峻度がステップ１１１（Ｓ１１１）で設定した電圧峻度の共通の要求値未満である場合は、ステップ１１２（Ｓ１１２）の温度情報取得ステップに戻る。
一方、ステップ１１５（Ｓ１１５）の終了判定ステップにおいて、ステップ１１４（Ｓ１１４）で調整した共通の電圧峻度がステップ１１１（Ｓ１１１）で設定した電圧峻度の共通の要求値以上である場合は、駆動回路５は処理を終了する。

実施の形態１１では、半導体素子２Ａ、２Ｂの終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２Ａと封止材４Ａとの界面の耐電圧、および半導体素子２Ｂと封止材４Ｂとの界面の耐電圧を向上させることができる。

以上、図２０のフローチャートに基づいて、駆動回路５が実行する半導体素子２Ａ、２Ｂに印加されるスイッチング信号の電圧峻度の共通値制御について、ステップ１１１（Ｓ１１１）からステップ１１５（Ｓ１１５）の各ステップの処理を説明した。
この処理は、実施の形態１の図４のフローチャートを複数の半導体素子に適用して、ステップ１１（Ｓ１１）要求値設定ステップ、ステップ１３（Ｓ１３）制御値選択ステップ、ステップ１４（Ｓ１４）制御値調整ステップ、およびステップ１５（Ｓ１５）終了判定ステップにおいて、複数の半導体素子の各々に印加される電圧峻度を共通の値として処理することに対応する。

なお、実施の形態１１では、複数の半導体素子に印加される電圧峻度を共通の値で制御する場合を説明したが、複数の半導体素子に印加される電圧波高値を共通の値で制御することもできる。実施の形態１１の図、および説明を実施の形態１０にも同様に適用できるため、説明は省略する。

以上説明したように、実施の形態１１の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、１台の駆動回路で複数の半導体素子に印加される電圧峻度を共通の値で制御するものである。
したがって、実施の形態１１の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、複数の半導体素子に対して、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態１２．
実施の形態１２の電力変換装置、および電力変換装置の制御方法は、実施の形態１の電力変換装置において、１台の駆動回路で複数の半導体素子に印加される電圧峻度または電圧波高値を制御するものである。

実施の形態１２に係る電力変換装置について、電力変換装置の断面図である図２１に基づいて説明する。
なお、実施の形態１の電力変換装置と区別するため、電力変換装置５０１とし、例えば、半導体素子２Ａ、２Ｂ、温度センサ３ａＡ、３ａＢとしている。
また、実施の形態１２では、説明をわかり易くするために、１台の駆動回路で２個の半導体素子を制御する場合を説明するが、３個以上の半導体素子を制御する場合にも適用できる。

実施の形態１２の電力変換装置５０１の構成を図２１の断面図に基づいて説明する。
電力変換装置５０１は、半導体素子２Ａ、２Ｂ、温度センサ３ａＡ、３ａＢ、封止材４、駆動回路５、温度情報伝達路６Ａ、６Ｂ、制御伝達路７Ａ、７Ｂ、金属板８、放熱材９、および接合材１０を備えている。
駆動回路５は、半導体素子２Ａ、および半導体素子２Ｂを制御する。具体的には、駆動回路５は、半導体素子２Ａ、および半導体素子２Ｂに印加される電圧峻度、電圧波高値、およびキャリア周波数を制御する。

半導体素子２Ａ、２Ｂ、温度センサ３ａＡ、３ａＢ、封止材４、温度情報伝達路６Ａ、６Ｂ、制御伝達路７Ａ、７Ｂ、金属板８、放熱材９、および接合材１０の材質、機能は、実施の形態１と同じであるため、説明は省略する。
また、駆動回路５が半導体素子２Ａ、２Ｂを制御するために利用する制御情報マップ（図２）も実施の形態１と同じである。
また、駆動回路５が実行する半導体素子２Ａ、２Ｂに印加されるスイッチング信号の電圧峻度、電圧波高値、およびキャリア周波数の制御方法は実施の形態９、または実施の形態１０、または実施の形態１１と同じである。

実施の形態１２では、半導体素子２Ａ、２Ｂの終端部における電界緩和領域の形成遅延を抑制して発生電界を低減し、半導体素子２Ａ、２Ｂと封止材４との界面の耐電圧を向上させることができる。
以上説明したように、実施の形態１２の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、１台の駆動回路で複数の半導体素子に印加される電圧峻度または電圧波高値を制御するものである。
したがって、実施の形態１２の電力変換装置および電力変換装置の制御方法は、複数の半導体素子に対して、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。

実施の形態１３．
実施の形態１３は、電力変換装置の構成、具体的には温度センサの設置位置の変形と個数の変更例を示したものである。

実施の形態１３に係る電力変換装置の構成について、電力変換装置の断面図である図２２から図２４に基づいて説明する。

実施の形態１３においては、電力変換装置の温度センサの設置位置と個数が、実施の形態１２とは異なる。基本的な構成は実施の形態１２の図２１と同じである。
実施の形態１２の図２１では、温度センサ３ａＡ、３ａＢは半導体素子２Ａ、２Ｂと同数設置され、半導体素子２Ａ、２Ｂに内蔵、または半導体素子２Ａ、２Ｂと接合していた。温度センサの設置位置と個数について実施の形態１２との差異を中心に説明する。

まず、温度センサ３ｅを封止材４の中に封止した場合を、図２２に基づいて説明する。なお、図２２では、実施の形態１２と区別するため、電力変換装置６０１Ａ、および温度センサ３ｅとしている。
また、実施の形態１３では、説明をわかり易くするために、１台の温度センサで２個の半導体素子の温度を測定する場合を説明するが、３個以上の半導体素子の温度を測定する場合にも適用できる。
図２２では、温度センサ３ｅは１つ設置され、半導体素子２Ａ、２Ｂと接合されない状態で封止材４の中に封止されている。この構成では、温度センサ３ｅは、封止材４の温度または封止材４を介して半導体素子２Ａ、２Ｂの温度を測定する。

次に、温度センサ３ｆを金属板８の半導体素子２Ａ、２Ｂ側に接合した場合を、図２３に基づいて説明する。なお、図２３では、実施の形態１２と区別するため、電力変換装置６０１Ｂ、および温度センサ３ｆとしている。
図２３では、温度センサ３ｆは金属板８の半導体素子２Ａ、２Ｂが接合された面に接合した状態、かつ半導体素子２Ａ、２Ｂと接合されない状態で封止材４に封止されている。この構成では、温度センサ３ｆは、封止材４の温度または封止材４もしくは金属板８のいずれかを介して半導体素子２Ａ、２Ｂの温度を測定する。

次に、温度センサ３ｇを金属板８の半導体素子２とは反対側に接合した場合を、図２４に基づいて説明する。なお、図２４では、実施の形態１と区別するため、電力変換装置６０１Ｃ、および温度センサ３ｇとしている。
図２４では、温度センサ３ｇは金属板８の半導体素子２Ａ、２Ｂが接合された面とは反対側の面に接合した状態で封止材４に封止されている。この構成では、温度センサ３ｇは、金属板８を介して半導体素子２Ａ、２Ｂの温度または封止材４の温度を測定する。
なお、電力変換装置の構成の変形例（図２２から図２４）をまとめて説明する場合は、図２２の構成を代表として説明する。

温度センサ３ｅの設置位置の変形例として、図２２から図２４を説明した。いずれも、温度センサ３ｅを半導体素子２Ａ、２Ｂに内蔵、あるいは半導体素子２Ａ、２Ｂに接合するのではなく、封止材４の中に封止、あるいは金属板８に接合させている。
図２２から図２４で説明した構成とすることで、電力変換装置６０１Ａへの実装プロセスは増加する。しかし、半導体素子２Ａ、２Ｂと温度センサ３ｅの電力変換装置６０１Ａへの実装プロセスを切り分けることで、実装プロセスを改善できる利点がある。

以上説明したように、実施の形態１３の電力変換装置は、温度センサの設置位置を半導体素子２Ａ、２Ｂから切り離したものである。
したがって、実施の形態１３の電力変換装置は、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。また、電力変換装置の実装プロセスを改善することができる。

実施の形態１４．
実施の形態１４は、電力変換装置の構成、すなわち熱源の設置位置の変形と個数の変更例を示したものである。

実施の形態１４に係る電力変換装置の構成について、電力変換装置の断面図である図２５から図２７に基づいて説明する。

実施の形態１４においては、電力変換装置の熱源の設置位置と個数が、実施の形態５と実施の形態１２の単純な組合せとは異なる。基本的な構成は実施の形態５の図１０および実施の形態１２の図２１と同じである。すなわち、温度センサ３ａＡ、３ａＢは、半導体素子２Ａ、２Ｂに内蔵、または半導体素子２Ａ、２Ｂと接合している。
実施の形態５の図１０では、熱源１１ａは半導体素子２に内蔵、または半導体素子２と接合していた。熱源の設置位置と個数について実施の形態５と実施の形態１２の単純な組み合わせとの差異を中心に説明する。なお、駆動回路５は、熱源１１ｅを、制御伝達路７Ｃを介して制御している。

まず、熱源１１ｅを封止材４の中に封止した場合を、図２５に基づいて説明する。なお、図２５では、実施の形態５および実施の形態１２と区別するため、電力変換装置７０１Ａ、および熱源１１ｅとしている。
また、実施の形態１４では、説明をわかり易くするために、１台の熱源で２個の半導体素子を加熱する場合を説明するが、３個以上の半導体素子を加熱する場合にも適用できる。
図２５では、熱源１１ｅは半導体素子２Ａ、２Ｂと接合されない状態で封止材４の中に封止されている。この構成では、熱源１１ｅは、封止材４を介して半導体素子２Ａ、２Ｂを加熱する。

次に、熱源１１ｆを金属板８の半導体素子２Ａ、２Ｂ側で封止材４の外部に設置した場合を、図２６に基づいて説明する。なお、図２６は、実施の形態５および実施の形態１２と区別するため、電力変換装置７０１Ｂ、および熱源１１ｆとしている。
図２６では、熱源１１ｆは金属板８の半導体素子２Ａ、２Ｂが接合された面側で、かつ封止材４の外部に設置されている。この構成では、熱源１１ｆは、封止材４を介して半導体素子２Ａ、２Ｂを加熱する。

次に、熱源１１ｇを金属板８の半導体素子２Ａ、２Ｂとは反対側で放熱材９の外部に設置した場合を、図２７に基づいて説明する。なお、図２７では、実施の形態５および実施の形態１２と区別するため、電力変換装置７０１Ｃ、および熱源１１ｇとしている。
図２７では、熱源１１ｇは金属板８の半導体素子２Ａ、２Ｂが接合された面とは反対側で、かつ放熱材９の外部に設置されている。この構成では、熱源１１ｇは、放熱材９、接合材１０、および金属板８を介して半導体素子２Ａ、２Ｂおよび封止材４を加熱する。
なお、電力変換装置の構成の変形例（図２５から図２７）をまとめて説明する場合は、図２５の構成を代表として説明する。

熱源１１ａの設置位置の変形例として、図２５から図２７を説明した。いずれも、熱源１１ｅを半導体素子２Ａ、２Ｂに内蔵、あるいは半導体素子２Ａ、２Ｂに接合するのではなく、封止材４の中に封止、封止材４の外部、あるいは放熱材９の外部に設置している。
図２５から図２７で説明した構成とすることで、電力変換装置７０１Ａへの実装プロセスは増加する。しかし、半導体素子２Ａ、２Ｂと熱源１１ｅの電力変換装置７０１Ａへの実装プロセスを切り分けることで、実装プロセスを改善できる利点がある。

以上説明したように、実施の形態１４の電力変換装置は、熱源の設置位置を半導体素子２Ａ、２Ｂから切り離したものである。
したがって、実施の形態１４の電力変換装置は、半導体素子と封止材との界面の耐電圧を向上させることができる。また、電力変換装置の実装プロセスを改善することができる。

ここで、電力変換装置の駆動回路５のハードウェアの一例を図２８に示す。図２８に示すようにプロセッサ１０００と記憶装置１００１から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを備える。
また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を備えてもよい。プロセッサ１０００は、記憶装置１００１から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶措置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１０００にプログラムが入力される。また、プロセッサ１０００は、演算結果等のデータを記憶装置１００１の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるものではなく、単独で、または様々な組合せで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組合せる場合が含まれるものとする。

１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，２０１，３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，４０１，５０１，６０１Ａ，６０１Ｂ，６０１Ｃ，７０１Ａ，７０１Ｂ，７０１Ｃ 電力変換装置、２，２Ａ，２Ｂ 半導体素子、３，３ａＡ，３ａＢ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ 温度センサ、４，４Ａ，４Ｂ 封止材、５ 駆動回路、６，６Ａ，６Ｂ 温度情報伝達路、７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 制御伝達路、８，８Ａ，８Ｂ 金属板、９，９Ａ，９Ｂ 放熱材、１０，１０Ａ，１０Ｂ 接合材、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ 熱源、１０００ プロセッサ、１００１ 記憶装置。

Claims (17)

1. ２つ以上の半導体素子と、１つ以上の温度センサと、前記半導体素子を封止する封止材と、前記２つ以上の前記半導体素子の駆動回路と、を備え、
   前記１つ以上の前記温度センサは、前記２つ以上の前記半導体素子もしくは前記封止材のいずれか一方またはその両方の温度を測定し、
   前記駆動回路は、前記１つ以上の前記温度センサが測定した温度情報に基づいて、
   前記２つ以上の前記半導体素子の各々に印加される電圧峻度、または電圧波高値を個別に制御するか、
   または、前記２つ以上の前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を共通の値で制御する電力変換装置。
2. 前記半導体素子、前記温度センサ、および前記封止材を備える半導体モジュールを２つ以上備える請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記２つ以上の前記半導体素子と、前記１つ以上の前記温度センサと、前記２つ以上の前記半導体素子を封止する前記封止材を備える半導体モジュールを備える請求項１に記載の電力変換装置。
4. 前記駆動回路は、前記温度センサが測定した温度が低下した場合は、前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を小さくし、
   前記温度センサが測定した温度が上昇した場合は、前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を大きくする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
5. 前記駆動回路は、前記半導体素子と前記封止材との界面の耐電圧と、前記電圧峻度と、前記半導体素子もしくは前記封止材のいずれか一方またはその両方の温度との関係を表した制御情報マップを記憶し、
   前記駆動回路は、前記制御情報マップに基づいて、前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を選択する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
6. 前記温度センサは、前記半導体素子に内蔵されている、または前記封止材中に封止されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
7. 前記半導体素子が一方の面に接合された金属板を備え、
   前記温度センサは、前記封止材中に封止され、前記金属板の前記半導体素子が接合された面、または前記半導体素子が接合された面の裏面に接合される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
8. さらに、熱源を備え、
   前記駆動回路は、前記温度センサが測定した温度が前記半導体素子の駆動時の定常温度よりも低い場合は、前記熱源を用いて前記半導体素子および前記封止材を加熱する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
9. さらに、熱源を備え、
   前記駆動回路は、前記温度センサが測定した温度が前記半導体素子の駆動時の定常温度よりも低い場合は、前記熱源を用いて前記半導体素子および前記封止材を加熱する請求項７に記載の電力変換装置。
10. 前記熱源は、前記半導体素子に内蔵されている、または前記封止材中に封止されている、または前記半導体素子および前記封止材の外部に設置される請求項８または請求項９に記載の電力変換装置。
11. 前記金属板に放熱材を接合材によって接合し、
    前記熱源は、前記放熱材、および前記封止材の外部に設置され、前記金属板と、前記放熱材と前記接合材と前記金属板とを介して、前記半導体素子および前記封止材を加熱する請求項９に記載の電力変換装置。
12. ２つ以上の半導体素子と、１つ以上の温度センサと、前記半導体素子を封止する封止材と、前記２つ以上の前記半導体素子の駆動回路と、を備えた電力変換装置を用いて、
    前記１つ以上の前記温度センサにより前記２つ以上の前記半導体素子もしくは前記封止材のいずれか一方またはその両方の温度を測定する温度測定ステップと、
    前記１つ以上の前記温度センサが測定した温度情報に基づいて、前記２つ以上の前記半導体素子に印加される電圧峻度、または電圧波高値を選択する制御値選択ステップと、
    前記２つ以上の前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を選択した前記電圧峻度、または前記電圧波高値に調整する制御値調整ステップと、を備え、
    前記制御値選択ステップ、および前記制御値調整ステップにおいて、
    前記２つ以上の前記半導体素子の各々に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を個別の値として処理するか、
    または、前記２つ以上の前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を共通の値として処理する電力変換装置の制御方法。
13. 前記駆動回路は、前記半導体素子と前記封止材との界面の耐電圧と、前記電圧峻度と、前記半導体素子もしくは前記封止材のいずれか一方またはその両方の温度との関係を表した制御情報マップを記憶し、
    前記温度測定ステップの前に、前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値の要求値を設定する要求値設定ステップと、
    前記制御値調整ステップの後に、前記要求値設定ステップで設定した前記電圧峻度、または前記電圧波高値の要求値と、前記制御値調整ステップで調整した前記電圧峻度または前記電圧波高値の値を比較して、処理を終了するかどうかを判定する終了判定ステップを備え、
    前記制御値選択ステップにおいて、前記温度センサが測定した温度情報、および前記制御情報マップに基づいて、前記半導体素子と前記封止材との界面の耐電圧を最大、または設計上許容される値とする前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を選択し、
    前記終了判定ステップにおいて、調整した前記電圧峻度、または前記電圧波高値が前記要求値以上の場合は処理を終了し、
    調整した前記電圧峻度、または前記電圧波高値が前記要求値未満の場合は、前記温度測定ステップに戻る、請求項１２に記載の電力変換装置の制御方法。
14. 前記電力変換装置は、熱源を備え、
    前記制御値調整ステップの後に、加熱ステップを備え、
    前記制御値選択ステップにおいて、前記温度情報が前回の温度より上昇している場合は前記電圧峻度、または前記電圧波高値を増加し、前記温度情報が前回の温度より低下している場合は前記電圧峻度、または前記電圧波高値を減少し、前記温度情報が前回の温度から変化していない場合は、前記電圧峻度、または前記電圧波高値を変化させずに維持し、
    前記加熱ステップにおいて、前記温度センサが測定した温度情報に基づいて、前記温度センサが測定した温度が前記半導体素子の駆動時の定常温度よりも低い場合は前記半導体素子および前記封止材を加熱する請求項１２に記載の電力変換装置の制御方法。
15. 前記電力変換装置は、熱源を備え、
    前記駆動回路は、前記半導体素子と前記封止材との界面の耐電圧と、前記電圧峻度と、前記半導体素子もしくは前記封止材のいずれか一方またはその両方の温度との関係を表した制御情報マップを記憶し、
    前記温度測定ステップの前に、前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値の要求値を設定する要求値設定ステップと、
    前記要求値設定ステップの後に、前記駆動回路は、前記温度センサが測定した温度情報を取得する加熱用温度情報取得ステップと、前記温度センサが測定した温度と前記半導体素子の駆動時の定常温度との大小関係を比較する加熱判定ステップと、前記温度センサが測定した温度が前記半導体素子の駆動時の定常温度よりも低い場合には前記半導体素子および前記封止材を加熱する加熱ステップとを備え、
    前記制御値調整ステップの後に、前記要求値設定ステップで設定した前記電圧峻度、または前記電圧波高値の要求値と、前記制御値調整ステップで調整した前記電圧峻度または前記電圧波高値の値を比較して、処理を終了するかどうかを判定する終了判定ステップとを、さらに備え、
    前記制御値選択ステップにおいて、前記温度センサが測定した温度情報、および前記制御情報マップに基づいて、前記半導体素子と前記封止材との界面の耐電圧を最大、または設計上許容される値とする前記半導体素子に印加される前記電圧峻度または前記電圧波高値を選択し、
    前記終了判定ステップにおいて、調整した前記電圧峻度、または前記電圧波高値が前記要求値以上の場合は処理を終了し、
    調整した前記電圧峻度、または前記電圧波高値が前記要求値未満の場合は、前記加熱ステップに戻る、請求項１２に記載の電力変換装置の制御方法。
16. 前記要求値設定ステップ、および前記終了判定ステップにおいて、
    前記２つ以上の前記半導体素子の各々に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を個別の値として処理するか、
    または、前記２つ以上の前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を共通の値として処理する、請求項１３または請求項１５に記載の電力変換装置の制御方法。
17. 前記要求値設定ステップの後で、前記加熱用温度情報取得ステップの前に、
    前記駆動回路は、前記温度センサが測定した温度情報を取得する仮温度情報取得ステップと、
    前記駆動回路は、取得した温度情報、および記憶している制御情報マップに基づいて、前記要求値設定ステップで設定した前記電圧峻度、または前記電圧波高値の要求値を参考に、前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を最大、または設計上許容される値の前記電圧峻度、または前記電圧波高値を選択する仮制御値選択ステップと、
    前記駆動回路は、前記半導体素子に印加される前記電圧峻度、または前記電圧波高値を仮制御値選択ステップで選択した前記電圧峻度、または前記電圧波高値に調整する仮制御値調整ステップと、をさらに備えた、請求項１５に記載の電力変換装置の制御方法。

Images